?

Log in

No account? Create an account

Scheffer, van Nes, 2006
covtoc
basil_yakimov
Scheffer M., van Nes E.H., 2006. Self-organized similarity, the evolutionary emergence of groups of similar species // PNAS. 103: 6230–6235.
На основе концепции ограничивающего сходства авторы разработали модель явления, названного ими самоорганизованным сходством. В основе модели лежит обычная динамика взаимодействующих видов на основе уравнений Лотки-Вольтерры. Видов множество, каждый конкурирует с каждым, степень конкуренции пропорциональна перекрыванию ниш. Нишевое пространство представляет собой замкнутый сам на себя единичный отрезок, на котором каждому виду соответствует гауссова функция отклика. Фактические коэффициенты конкуренции также представляют собой нормальную функцию от расстояния между оптимумами видов. При случайном начальном распределении ниш сосуществовать смогут только виды, достаточно далеко располагающиеся в нишевом пространстве (это собственно и есть эффект ограничивающего сходства), поэтому в стационарном состоянии сообщество состоит из равномерно распределенных по нишевой оси видов.
Авторы обратили внимание, что процесс конкурентного исключения близких видов может занимать довольно длительное в смысле сменяющихся поколений время. То есть в теоретической модели конкурентное исключение все равно состоится, но оно может занять существенное с практической точки зрения время. При этом может оказаться, что в естественной среде влияние других факторов и стохастичность может и вовсе воспрепятствовать исключению. Чтобы продемонстрировать этот эффект авторы добавили в модель элемент ограничения роста при переходе через определенную границу. Добавления этого небольшого по величине эффекта позволило стабилизировать эффект сосуществования схожих видов. В итоге стационарное сообщество состоит из кластеров схожих видов, равномерно распределенных по нишевой оси.
Помимо детерминированного моделирования путем численного решения систем дфференциальных уравнений авторы разработали своего рода стохастическую версию модели с эволюционными элементами. Суть эволюции сводится к тому, что после очередного цикла динамики виды меняют свой нишевой параметр в сторону, уменьшающую конкуренцию. Результатом становится дрейф положения кластеров близких видов на нишевой оси с сохранением расстояния между ними. Если же позволить видам помимо нишевого параметра менять также  другие параметры (в частности – равновесную плотность, полагаемую в основной модели одинаковой для всех видов), то эффект самоорганизованного сходства существенно размывается.
В качестве эмпирического подтверждения своей концепции авторы приводят данные о мультимодальном распределении размеров тела в ряде групп: водных жуков, фитопланктона и птиц.